CN102204295B

CN102204295B - 一种机器类型通信的方法、装置及系统

Info

Publication number: CN102204295B
Application number: CN201180000595.5A
Authority: CN
Inventors: 国炜
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: CN102204295A; WO2011124179A2; WO2011124179A3

Abstract

本发明公开了一种机器类型通信的方法、装置及系统，属于通信领域。所述方法包括：接收来自用户设备的上行数据；获取保存在归属用户服务器上的签约数据中与用户设备相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述用户设备相对应的新目的地址；及将所述上行数据的数据包头中的目的地址值设置为与所述用户设备相对应的新目的地址。本发明维持了UE的低成本且不会增加网络信令负荷。

Description

一种机器类型通信的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种机器类型通信的方法、装置及系统。

背景技术

MTC（Machine Type Communication，机器类型通信）应用是指一个或多个网元之间在不需要人为参与的情况下进行的网络通信，即M2M（Machine To Machine，机器对机器）应用，如交通控制与管理、工厂监控、远程抄表等应用。在MTC应用中，具有相同MTC应用的多个UE（User Equipment，用户设备）组成一个整体，简称群，网络运营商或者行业用户可以将群作为一个整体进行管理或控制。如图1所示，现有的一种MTC应用的架构中主要包括移动性管理网元12、MTC应用服务器14、接入网网元16和HSS18（Home Subscriber Server，归属用户服务器）几个逻辑功能实体。其中，移动性管理网元12负责NAS（Network AttachedStorage，网络附属存储）信令和NAS信令加密以及漫游、跟踪等功能、分配用户临时身份标识、安全功能等。MTC应用服务器用于存储UE或者群相关的数据或信息。HSS主要存储UE或者群相关的签约数据。UE的签约数据指每个UE作为个体的签约数据，而群的签约数据是指群内各个UE共同的数据或者签约数据。在M2M的上行业务中，目的地址通常是MTC应用服务器的地址，在MTC应用服务器的地址因为某种原因而发生改变的情况下，需要上行数据包的目的地址也相应地改变以便网络将数据路由到正确的MTC应用服务器。

为了在MTC应用服务器的地址发生改变的情况下，将数据路由到正确的MTC服务器，现有技术提供了如下两种技术方案：

第一、由于UE，即MTC终端的成本通常较低，这就要求终端的应用程序比较简单，在很多时候，上行数据的目的地址是固化在终端内的，在MTC应用服务器的地址发生改变时，只能废弃原有的终端，再添加一个具有新的目的地址的终端。

第二、将上行数据的目的地址保存在SIM（Subscriber Identity Module，用户识别模块）卡中，在MTC应用服务器的地址发生改变时，网络可以通过信令通知UE，使UE同步更新SIM卡中的数据。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术一由于需要废弃原有的终端，成本过高。

现有技术二由于采用MTC应用的UE数目众多，用网络信令进行目的地址修改同步会给网络带来大量的信令开销，进而引起网络拥塞。

发明内容

为了克服现有技术增加UE的成本和增加网络信令负荷的缺陷，本发明提供了一种机器类型通信的方法、装置及系统。技术方案如下：

一种机器类型通信的方法，所述方法包括：

接收来自用户设备的上行数据；

获取保存在归属用户服务器上的签约数据中与用户设备相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述用户设备相对应的新目的地址；及

将所述上行数据的数据包头中的目的地址值设置为与所述用户设备相对应的新目的地址；

将包含新目的地址的上行数据相对应的下行数据的源地址替换为原始目的地址。

一种机器类型通信的装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收来自用户设备的上行数据；

获取模块，用于获取保存在归属用户服务器上的签约数据中与用户设备相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述用户设备相对应的新目的地址；及

目的地址替换模块，用于将所述接收模块接收到的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为所述获取模块获取到的与所述用户设备相对应的新目的地址；

源地址替换模块，用于将包含新目的地址的上行数据相对应的下行数据的源地址替换为原始目的地址。

一种机器类型通信的系统，包括：移动管理实体、接入网网元、分组数据网网关和归属位置服务器，所述归属位置服务器上保存的签约数据包括目的地址，所述接入网网元上设有前述机器类型通信的装置。

一种机器类型通信的系统，包括：移动管理实体、接入网网元、分组数据网网关和归属位置服务器，所述归属位置服务器上保存的签约数据包括目的地址，所述分组数据网网关上设有前述机器类型通信的装置。

在本发明的机器类型通信的方法、装置和系统中，将采用MTC应用的UE的目的地址作为签约数据保存在HSS上，当进行上行数据传输时，获取保存在HSS上的签约数据中的与UE对应的目的地址，然后根据获取到的所述目的地址对所述上行数据的数据包头中的目的地址进行替换。由于UE注册时获取到的目的地址包括当前最新的目的地址，从而在上行业务的目的地址改变的情况下，通过网络实体来对UE的上行数据的数据包头中的目的地址进行替换，可以按照当前最新的目的地址将上行数据路由到相应的MTC应用服务器，从而既避免了更换UE带来的高成本问题，也避免了以网络信令方式通知UE目的地址变化所带来的网络信令负荷的问题。

附图说明

图1是MTC应用的一种通信网络的架构示意图；

图2是本发明实施例1提供的一种机器类型通信的方法流程图；

图3是本发明实施例2提供的一种机器类型通信的方法流程图；

图4是本发明实施例3提供的一种机器类型通信的方法流程图；

图5是本发明实施例4提供的一种机器类型通信的装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图2所示，本实施例以LTE网络发明实施例提供了一种机器类型通信的方法，其包括以下步骤：

201：接收来自UE的上行数据。

202：获取保存在HSS上的签约数据中与所述UE相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述UE相对应的新目的地址，即与UE相对应的MTC应用服务器的当前地址。

具体地，可以按照以下方式获取所述目的地址：

当UE发起向网络侧的注册时，HSS将保存的签约数据中的目的地址，其中包括与所述UE相对应的新目的地址，即MTC应用服务器的当前地址告知MME，然后PDN-GW（Packet DataNetwork-GateWay，分组数据网网关）或接入网网元，如基站eNodeB从MME的承载建立请求消息中获取该目的地址。

所述目的地址信息可以包括原始目的地址A和新目的地址B，也可以仅包括新目的地址B。

203：将所述上行数据的数据包头中的目的地址值设置为与所述UE相对应的新目的地址。

具体地，可以采用以下两种替换方式：

方式一、所述与用户设备相对应的目的地址包括原始目的地址A和新目的地址B，则将上行数据的数据包头中的原始目的地址A全部替换为新目的地址B，若所述上行数据的数据包头中的目的地址值为空，则将其设置为新目的地址B。前述原始目的地址是指所述UE归属的MTC应用服务器的初始地址，保存在HSS上的签约数据中。当MTC应用服务器的地址发生变化时，MTC应用服务器将新目的地址告知HSS，HSS在签约数据中保存新目的地址。

方式二、所述与用户设备相对应的目的地址仅包括新目的地址B，在前述建立承载过程中，可以对该承载进行标识，然后将所有设有标识的承载上的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为新目的地址。

替换目的地址的网络实体可以是接入网网元或者是分组数据网关。

在本发明实施例中，将采用MTC应用的UE的目的地址作为签约数据保存在HSS上，当进行上行数据传输时，获取保存在HSS上的签约数据中的与UE对应的目的地址，然后根据获取到的所述目的地址对所述上行数据的数据包头中的目的地址进行替换。由于UE注册时获取到的目的地址包括当前最新的目的地址，从而在上行业务的目的地址改变的情况下，通过网络实体来对UE的上行数据的数据包头中的目的地址进行替换，可以按照当前最新的目的地址将上行数据路由到相应的MTC应用服务器，从而既避免了更换UE带来的高成本问题，也避免了以网络信令方式通知UE目的地址变化所带来的网络信令负荷的问题。

实施例2

本发明实施例提供了一种机器类型通信的方法，本实施例以LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统为例进行详细说明，但不仅限于LTE网络，其适用于各种无线通信网络。参见图3，该方法包括：

301：UE发起向网络侧的注册。

在本实施例中，UE只支持一种业务，通过Attach流程发起向网络侧的注册。具体的，UE向网络发起附着请求Attach Request消息，其中可以携带APN（Access Point Name，接入点名称），用于后续网络为UE选择PDN-GW。

302：HSS将用户的签约数据发送给MME，所述签约数据中包括与UE相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述UE相对应的新目的地址。具体的，所述目的地址可以包括原始目的地址A和新目的地址B，也可以仅包括新目的地址B。

303：MME根据用户的签约数据以及自己的策略为UE选择S-GW（Serving-GateWay，服务网关）和PDN-GW，并建立CN（Core Network，核心网）侧的承载。在建立承载的过程中，MME将所述目的地址发送给PDN-GW。

304：CN侧的承载建立完成后，MME发起RAN（Residential Access Network，居民接入网）侧的承载建立。在整个承载的建立过程中，可以对该承载进行标识，以便后续地址的替换。

305：PDN-GW接收来自所述UE的上行数据。

306：PDN-GW将上行数据的数据包头中的目的地址值设置为与所述UE相对应的新目的地址。

具体地，可以采用以下两种替换方式：

方式一、所述目的地址包括原始目的地址A和新目的地址B，在接收到UE的上行数据后，检测所述上行数据的数据包头中的目的地址值，若检测到的目的地址值与所述原始目的地址A相同或为空，则将其替换为新目的地址B。

方式二、所述目的地址仅包括新目的地址B，在前述步骤303和304建立承载时，可以对该承载进行标识，然后将所有设有标识的承载上的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为新目的地址B。其中，对承载进行标识可以由MME、S-GW或PDN-GW完成。

307：PDN-GW接收下行数据，并将包含新目的地址的上行数据相对应的下行数据的源地址替换为原始目的地址，从而可以避免UE觉察出某一数据流的目的地址有所改变。

需要说明的是，UE也可以支持多种业务，通过发起PDN连接请求PDN请求过程来初始上行数据的传输。在PDN请求过程中，MME根据用户的签约数据以及UE所提供的APN类型来决定向哪个PDN发送所述与UE相对应的目的地址。

在本实施例中，MME将目的地址发送给PDN-GW，由PDN-GW完成目的地址和源地址的替换，在另一种情况下，MME也可以将所述目的地址发送给基站eNodeB，由基站eNodeB完成目的地址和源地址的替换。

实施例3

本发明实施例提供了一种机器类型通信的方法，与实施例2不同的是，实施例3中，在UE已经注册到网络后，MTC应用服务器的地址发生改变，即HSS上的签约数据发生改变。则该方法还包括步骤：分组数据网网关或接入网网元接收移动管理实体通过承载修改流程发送的更新后的与用户设备相对应的目的地址，所述更新后的与用户设备相对应的目的地址是归属用户服务器在承载建立后发送给移动管理实体的。具体地，如图4所示，该步骤的过程如下：

401：HSS通知MME签约数据改变，并告知最新的目的地址；

402：MME通过承载修改流程将最新的目的地址通知给PDN-GW，则PDN-GW将相应的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为该最新的目的地址。

实施例4

如图5所示，本发明实施例提供了一种机器类型通信的装置，包括：

接收模块502，用于接收来自UE的上行数据；

获取模块501，用于获取保存在HSS上的签约数据中与UE相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述UE相对应的新目的地址；

目的地址替换模块503，用于将所述接收模块501接收到的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为所述获取模块502获取到的与所述用户设备相对应的新目的地址。

具体地，所述获取模块501获取到的所述目的地址仅包括新目的地址，所述目的地址替换模块503用于将所述接收模块502从设有标识的承载上接收到的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为所述新目的地址。

具体地，所述获取模块501获取到的所述目的地址包括原始目的地址和新目的地址，则所述目的地址替换模块503包括：

检测单元，用于检测所述接收模块502接收到的所述上行数据的数据包头中的目的地址值；

替换单元，用于当检测单元检测到的目的地址值与原始目的地址相同或为空时，将其替换为新目的地址。

进一步地，该机器类型通信的装置，还包括：

更进一步地，该机器类型通信的装置，还包括：

更新模块，用于接收移动管理实体通过承载修改流程发送的更新后的与用户设备相对应的目的地址，所述更新后的与用户设备相对应的目的地址是归属用户服务器在承载建立后发送给移动管理实体的，则

所述目的地址替换模块根据所述更新模块更新后的目的地址对相应的上行数据的数据包头中的目的地址进行替换。

实施例5

如图2所示，本发明实施例提供了一种机器类型通信的系统，包括：MME、接入网网元（如eNodeB）、PDN-GW和HSS，所述HSS上保存的签约数据包括目的地址，所述接入网网元上设有前述机器类型通信的装置。

实施例6

本发明实施例还提供了一种机器类型通信的系统，与实施例5不同的是，实施例6中，PDN-GW上设有前述机器类型通信的装置。

以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种机器类型通信的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收来自用户设备的上行数据；

获取保存在归属用户服务器上的签约数据中与所述用户设备相对应的目的地址，所述目的地址包括与所述用户设备相对应的新目的地址；及

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取保存在归属用户服务器上的签约数据中与用户设备相对应的目的地址，具体包括：

接收移动管理实体在承载建立过程发送的保存在归属用户服务器上的签约数据中与用户设备相对应的目的地址，所述与用户设备相对应的目的地址是归属用户服务器在承载建立前向移动管理实体发送的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与用户设备相对应的目的地址仅包括新目的地址，则将所述上行数据的数据包头中的目的地址值设置为与所述用户设备相对应的新目的地址，具体包括：

将设有标识的承载上的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为所述新目的地址，所述设有标识的承载是在承载建立过程中由分组数据网网关、服务网关或移动管理实体标识的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与用户设备相对应的目的地址包括原始目的地址和新目的地址，则所述将所述上行数据的数据包头中的目的地址值设置为与所述用户设备相对应的新目的地址，具体包括：

检测所述上行数据的数据包头中的目的地址值；

若检测到的目的地址值为空或与所述原始目的地址相同，则将其替换为新目的地址。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：接收移动管理实体通过承载修改流程发送的更新后的与用户设备相对应的目的地址，所述更新后的与用户设备相对应的目的地址是归属用户服务器在承载建立后发送给移动管理实体的。

6.一种机器类型通信的装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收来自用户设备的上行数据；

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块获取到的所述目的地址仅包括新目的地址，则所述目的地址替换模块用于将设有标识的承载上的上行数据的数据包头中的目的地址值设置为所述新目的地址，所述设有标识的承载是在承载建立过程中由分组数据网网关、服务网关或移动管理实体标识的。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块获取到的所述目的地址包括原始目的地址和新目的地址，则所述目的地址替换模块包括：

检测单元，用于检测所述接收模块接收到的所述上行数据的数据包头中的目的地址值；和

替换单元，用于当检测单元检测到的目的地址值为空或与原始目的地址相同，则将其替换为新目的地址。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

更新模块，用于接收移动管理实体通过承载修改流程发送的更新后的与用户设备相对应的目的地址，所述更新后的与用户设备相对应的目的地址是归属用户服务器在承载建立后发送给移动管理实体的。

10.如权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为分组数据网网关或接入网网元。

11.一种机器类型通信的系统，包括：移动管理实体、接入网网元、分组数据网网关和归属位置服务器，其特征在于，所述归属位置服务器上保存的签约数据包括目的地址，所述接入网网元上设有如权利要求6所述的装置。

12.一种机器类型通信的系统，包括：移动管理实体、接入网网元、分组数据网网关和归属位置服务器，其特征在于，所述归属位置服务器上保存的签约数据包括目的地址，所述分组数据网网关上设有如权利要求6所述的装置。